[發明專利]煤礦井下石門揭煤的快速消突方法

無效

• 申請號: 201110185982.2
• 申請日: 2011-07-05
• 公開（公告）號: CN102242640A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 王建國;蘇現波;劉曉;馬耕;李伍成;陶云奇;丁建礎;辛新平
• 申請（專利權）人: 河南煤業化工集團研究院有限責任公司;河南理工大學
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B43/26;E21C41/16
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 王聚才

技術領域

本發明涉及一種煤礦井下石門揭煤的快速消突方法。?

背景技術

國家安全生產監督管理部門、國家煤礦安全監察局在2009年8月的《防治煤與瓦斯突出規定》第八十一條規定“石門揭煤工作面的防突措施包括預抽瓦斯、排放鉆孔、水力沖孔、金屬骨架、煤體固化或經其他經試驗證明有效的措施”，“根據工作面巖層情況，實施工作面防突措施時要求揭煤工作面與突出煤層間的最小法向距離為：預抽瓦斯、排放鉆孔及水力沖孔均為5m，金屬骨架、煤體固化措施為2m。當井巷斷面較大、巖石破碎程度較高時，還應適當加大距離”。?

盡管《防治煤與瓦斯突出規定》對石門揭煤的防突措施列列舉了較多的方法技術，但在實施過程中，由于煤層賦存條件的差異，其中的一種或幾種措施在實施過程中難以起到快速消突的作用，影響了石門揭煤的速度，進而影響了礦井的采掘接替及安全生產。?

發明內容

本發明的在于提供一種煤礦井下石門揭煤的快速消突方法，不僅可以提高石門工作面的揭煤速度，同時可以起到抑塵的作用，改善石門工作面的工作條件。?

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：煤礦井下石門揭煤的快速消突方法，包括以下步驟：（1）在石門揭開突出煤層前，在工作面距煤層垂直距離為5~7?m處布置水力壓裂鉆孔，鉆孔數目根據水力壓裂鉆孔影響范圍、巷道斷面大小及要求消突范圍確定；鉆孔終孔穿透煤層的頂板/底板且鉆進深度不小于0.5m；（2）壓裂鉆孔封孔，使用壓力不小于15?MPa高壓鋼管、425標號以上的高強度水泥進行封孔，封孔長度從孔口至煤層的頂板/底板；（3）用清水對壓裂鉆孔實施壓裂，注入水壓力可根據上覆巖層厚度、管路損失、煤巖抗壓強度確定；注入水量不小于20m3/h；注入水量根據防突范圍確定，要求防突范圍越大，需注水量越多；（4）壓裂完成之后，用高壓水進行沖孔，將壓裂產生的煤、巖塊用高壓水沖出孔外；（5）在石門揭煤工作面按國家安全生產監督管理部門、國家煤礦安全監察局在2009年8月作出的《煤與瓦斯防治突出規定》施工抽采鉆孔，用聚氨酯封孔并進行抽采，封孔長度至煤層的頂板/底板；（6）為提高抽采效率，在壓裂孔內注入高壓氮氣或空氣，氮氣或空氣壓強不小于0.4MPa，觀察抽采孔瓦斯流量及濃度的變化，如流量增大則可停止注氣；（7）當抽采效果達標，石門工作面沒有突出危險性時，可開始掘進；如抽采效果不好，可再次實施壓裂并注入高壓氣體進行趨換甲烷。?

所述的步驟（2）中，高壓鋼管的抗壓強度為15MPa以上，高強度水泥凝固后抗壓強度為30MPa以上。?

所述的步驟（3）中，注水量為壓裂范圍內煤體體積的2%~4%，當注入該量的水之后可認為注水結束；同時，在壓裂過程中要密切觀測注入泵壓力的變化情況，一旦發現注水泵壓裂下降達到30%，則要通過換注水泵的檔位提高注入量，如此反復，直至完成注水設計為準。?

所述的步驟（1）中，在石門揭開突出煤層前，在工作面距煤層垂直距離為5?m處布置水力壓裂鉆孔。?

本發明通過對石門實施壓、沖、驅（壓裂、沖孔、驅氣）等工藝步驟，改變目前的石門揭煤速度慢、鉆孔工程量大、操作不便等現狀，能夠解決石門工作面突出危險性大、煤層瓦斯抽采困難等問題。不僅可以加快石門工作面的揭煤速度，同時可以起到抑塵的作用，改善石門工作面的工作條件。?

附圖說明

圖1為壓裂階段的示意圖；?

圖2為圖1的A-A剖視圖；

圖3為沖孔階段的示意圖；

圖4為抽采階段的示意圖；

圖5為驅氣階段的示意圖。

具體實施方式

實施例：如圖1-5所示，一種煤礦井下石門揭煤的快速消突方法包括以下步驟：?

（1）在石門揭開突出煤層前，在工作面距煤層5~7?m處（垂距）布置水力壓裂鉆孔（本實施例中采用5m），鉆孔數目根據水力壓裂鉆孔影響范圍、巷道斷面大小及要求消突范圍確定；鉆孔終孔穿透煤層的頂（底）板且不小于0.5m。

《防治煤與瓦斯突出規定》第八十二條規定“在石門和立井揭煤工作面采用預抽瓦斯、排放瓦斯鉆孔防突措施時，鉆孔直徑一般為75~120?mm。石門揭煤工作面鉆孔的控制范圍是：石門的兩側和上部輪廓線外至少5?m，下部至少3?m。立井揭煤工作面鉆孔控制范圍是：近水平、緩傾斜、傾斜煤層為井筒四周輪廓線外至少5m；急傾斜煤層沿走向兩側及沿傾斜上部輪廓線外至少5?m，下部輪廓線外至少3?m?！薄?